في السنوات الأخيرة، مع التطور السريع لصناعة مركبات الطاقة الجديدة العالمية، تشهد تكنولوجيا المحركات، باعتبارها أحد المكونات الأساسية، تحولًا وابتكارًا غير مسبوقين. من المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم إلى المحركات المحورية، ومن ابتكار المواد إلى التحكم الذكي، تتطور تكنولوجيا محرك القيادة بسرعة نحو كفاءة أعلى، وخفة وزن، وتكامل، وذكاء، مما يوفر دعمًا قويًا لتحسين الأداء والتحكم في تكلفة مركبات الطاقة الجديدة.
في ظل خلفية الحفاظ على الطاقة وخفض الانبعاثات، أصبحت الكفاءة العالية لمحركات الدفع محل إجماع في الصناعة. المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم، بسبب كثافة الطاقة العالية وكفاءتها العالية، تهيمن حاليًا على السوق. وفقًا لبيانات الصناعة، في عام 2024، بلغت القدرة المركبة للمحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم في الصين أكثر من 90%، مع كفاءة قصوى تتجاوز 97%. ومع ذلك، فإن تقلبات الأسعار وقضايا أمن العرض للمواد المغناطيسية الدائمة الأرضية النادرة دفعت الشركات إلى تسريع البحث وتطوير الحلول البديلة. تقلل تقنية محرك الممانعة المتزامنة بمساعدة المغناطيس الدائم (PMa-SRM) المستخدمة في Tesla Model 3 من كمية العناصر الأرضية النادرة عن طريق تحسين تصميم الدائرة المغناطيسية، وبالتالي تقليل التكاليف مع الحفاظ على الكفاءة العالية. تعمل الشركات المحلية مثل BYD وJingjin Electric أيضًا على تطوير محركات ذات مغناطيس دائم منخفض-ترابي نادر-أو محركات-ترابية مجانية دائمة-نادرة. على سبيل المثال، يعمل نظام الدفع الكهربائي "ثمانية-في-واحد" من BYD على زيادة كفاءة المحرك إلى 96.5%، بمتوسط كفاءة يبلغ 89% في ظل ظروف دورة القيادة الأوروبية الجديدة (NEDC).
أدى تطبيق أجهزة الطاقة من كربيد السيليكون (SiC) إلى زيادة التحسينات في كفاءة النظام الحركي. بالمقارنة مع IGBTs التقليدية، يمكن لأجهزة SiC تقليل خسائر التحكم الكهربائي بأكثر من 50% وزيادة تردد التشغيل بمقدار 3-5 مرات. يستخدم نظام القيادة الكهربائية DriveONE من هواوي جميع وحدات SiC، مما يحقق أقصى كفاءة للنظام بنسبة 92%، أي أعلى بنسبة 3 نقاط مئوية من متوسط الصناعة. ومن المتوقع أنه بحلول عام 2026، ستعتمد أكثر من 30% من السيارات الكهربائية المتطورة أنظمة القيادة الكهربائية المصنوعة من كربيد السيليكون.
باعتبارها قوة دافعة حاسمة لمعدات الإنتاج الصناعي الحديثة، تعد أنظمة المؤازرة الكهربائية تقنية أساسية لا غنى عنها لأتمتة المصانع. مع التطور السريع للصناعة الحديثة، يتم وضع متطلبات أعلى بشكل متزايد على أنظمة المؤازرة الكهربائية الحديثة. تحلل هذه الورقة بإيجاز عملية تطوير واتجاهات أنظمة المؤازرة الكهربائية، مع تسليط الضوء على أهمية تطوير أنظمة مؤازرة ذات محرك متزامن مغناطيسي دائم (PMSM) عالية الأداء - وتحدد العديد من المشكلات الملحة. كما أنه يراجع حالة الأبحاث الحالية لأنظمة مؤازرة PMSM عالية الأداء ويناقش آفاق تطبيقها.